DE2758913C2 - Verfahren zur Herstellung von elektrischen Stapelkondensatoren - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von elektrischen StapelkondensatorenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von elektrischen Stapclkondensatoren. bei
dem zumindest ein metallisiertes Kunststoffband von der mehrfachen Breite des herzustellenden Kondensa-
tors derart zu einem Faltstrang gefaltet wird, daß die
Füllen in der Längsrichtung des Kunststoffbandes verlaufen,
wobei dieser Fallslrang zumindest zwei Kondenädiorbeläge
und ein dazwischenliegendes Dielektrikum enthält, bei dem dieser Faltstrang durch eine Abtrennvorrichtung
in Faltstrangabschnitte von der Länge eines Einzelkondensators zertrennt, im Bereich der Falten
stirnkontaktiert und mit äußeren Anschlüssen versehen
wird.
Ein derartiges Verfahren ist aus der US-PS 28 82 586 bekannt. Gemäß dieser Patentschrift wird der Faltstrang
schrittweise vorwärtsbewegt. Verschiedene Verfahrensschritte machen dort relativ lange Anhaltezeiten
erforderlich. Insbesondere ist dies ein Verschweißen im Bereich von metallfreien Streifen zwischen den einzelnen,
später abzutrennenden Faltstrangabschnitten, eine Verfestigung des Faltstranges durch Druck und Wärme
und schließlich ein Abtrennvorgang mittels Messern. Die Zeit, die für diese Fertigungsschritte erforderlich ist,
ist beim Stand der Technik relativ lang, da dort ein
Faltstrang bereits alle für einen Kondensator erfordei liehen Schichten enthält, also relativ dick und großflächig
ausgebildet ist Außerdem muß der abgetrennte Faltstrangabschnitt nach dem Stand der Technik bereits die
für den Gebrauch des Kondensators erforderliche Festigkeit aufweisen.
Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegt, besteht darin, insbesondere die Längsfaltung
kontinuierlich ablaufen zu lassen und die Haltezeiten bei den folgenden Fertigungsschritten wesentlich zu
verkürzen oder ganz entfallen zu lassen.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daD der Faltstrang
weniger Lagen enthält als im fertigen Kondensator erforderlich sind, daß die Faltstrangabschnitte übereinandergestapelt
werden und daß diese Stapel verfestigt und stirnkontaktiert werden.
Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß sich der relativ dünne, in der Pegel nur einen kleinen Bruchteil der Kondensatordicke
aufweisende Faltstrang sehr schnell und leicht durch ein Messer in Faltstrangabschnitte zertrennen
läßt und daß die für die Weiterverarbeitung erforderliche Verfestigung des Faltstranges bereits durch
den Schneidvorgang erreicht wird. Die nach dem Stand der Technik hierfür erforderlichen zusätzlichen Arbeitsschritte, nämlich das Verschweißen im Bereich von metallfreien
Zonen am Rande der später abzutrennenden Faltstrangabschnitte und die Verfestigung mittels
Druck und Wärme, werde.; eingespart. Außerdem kann nach dem Verfahren nach der Erfindung mit nur einer
Faltstrangdicke eine ganze Reihe von Kapazitätswerten hergestellt werden. Dadurch wird die Lagerhaltung und
ggf. die Vorfertigung der Faltstränge wesentlich rationalisiert. Auch für ate Herstellung großer Kapazitätswerte kann auf ein anderes diskontinuierliches Verfahren,
nämlich ein Aufwickeln des Faltstranges auf ein Rad. um Mutterkondensatoren der erforderlichen Dikke
zu bilden, vermieden werden. Die gestapelten Faltstrangabschnitte können verfestigt und stirnkontaktiert
werden, ohne daß durch diese verhältnismäßig viel Zeit erfordernden Vorgänge die Herstellung des Faltstranges
und die Zertrennung in Faltstrangabschnitte angehalten werden müssen. So wird eine hohe Fertigungsgeschwindifikeit
erreicht.
Das Abtrennen der Faltstrangabschnitte vom FaItstr.ing
kann in der aus de. US-PS 28 82 586 bekannten Weise durch ein Messer erfolgen.
Die Fortigungsgeschwindigkeit wird vorteilhaft dadurch
weiter gesteigert, daß zwei oder mehr Faltstrangabschnitte durch eine entsprechende Zahi von Messern
gleichzeitig abgetrennt werden, daß während des Abtrennens der Faltvorgang weiterläuft und daß der entstehende
Faltstrang vor den Messern in Form einer losen Schlaufe geführt ist, deren Länge veränderlich ist.
Durch diese lose Schlaufe ist es möglich, die Herstellung des Faltstranges kontinuierlich weiterlaufen zu lassen,
da das Ende des Faltstranges unabhängig von der FaI-tung während des Abtrennvorgangs kurzzeitig unabhängig
von der Faltung während des Abtrennvorgangs kurzzeitig angehalten werden kann. Dieses kurzzeitige
Anhalten des Endes des Faltstranges kann dadurch vermieden werden, daß der Faltstrang durch ein rotiei endes
Messerrad mit im wesentlichen radial angeordneten Messern zertrennt wird und daß die Geschwindigkeit
der Messerschneiden in der Laufrichtung des Faltstranges dessen Laufgeschwindigkeit gleich ist
Eine bessere Verfestigung der Falt^trangabschnitte
wird erreicht indem die Messer envai-Tnt werden und
indem durch die erwärmten Messer die einzelnen Lagen des Kunststoffbandes im Bereich der Schnittkanten miteinander
verschmolzen werden. Enthält der Faltsirang relativ dicke und steife Kondensatorfolien, so ist es vorteilhaft,
üaß das Kunststoffband zumindest einseitig mit Kleber beschichtet wird und daß die einzelnen Lagen
eines Faltstranges und ggf. die übereinanderliegenden Faltstrangabschnitte durch Druck miteinander verklebt
werden. Ein einfaches und sauberes Arbeiten ist bei diesem Verfahren dadurch erreicht, daß ein thermoplastischer,
bei der Temperatur der Faltvorrichtung nicht klebender Kunststoff als Kleber aufgetragen wird und daß
zur Verfestigung und Verklebung des Faltstranges bzw. der übereinanderliegenden Faltstrangabschnitte Druck
und Wärme angewendet werden.
Für die Herstellung großer Kapazitätswerte ist es vorteilhaft, daß der Kleber nach dem Falten nur auf die
Oberflächen des Faltstranges aufgebracht und somit nur die Faltstrangabschnitte, nicht aber die einzelnen
Lagen eines Faltstranges miteinander verklebt werden. Hohe Kapazitätswerte werden nämlich in der Regel aus
dünnen Kondensatorfolien hergestellt, so daß die beim Abtrennen erzeugte Haftung für den einzelnen Faltstrangabschnitt
wohl ausreicht, wegen der großen Fläehe
und Zahl der übereinander angeordneten Faltstrangabschnitte jedoch eine zusätzliche Verklebung
dieser Faltstrangabschnitte untereinander vorteilhaft ist. Insbesondere bei großen Kapazitätswerten und bei
besonders dünnen Kondensatorfolien würde durch eine Kleberschicht auf jeder einzelnen Lage auf Kondensatorfolien
die Volumenkapazität unerwünscht verkleinert.
Um eine gute gegenseitige Isolation der Beläge zu erreichen, wird vorteilhaft zwischen dem Messer uiid
den Metallisierungen eine elektrische Spannung angelegt, welche geeignet ist, beim Schneidvorgang einen
Randbereich der Beläge zu zerstören.
Eine einfache und ^utomatisierbare Ausführungsform
des Verfahrens ist gegeben, indem die Faltstrangabschnitte auf ein nichtmetallisiertes Transportband aus
Kunststoff gestapelt werden, indem dieses Transportband die Stapel den übrigen Fertigungsschritten zuführt
und indem nach der Kontaktierung eine zweite nichtmetallisierte Kunststoffolie auf die Stapel gelegt und mit
dem Transportband verschweißt wird.
Eine weitere einfache Fertigungsmöglichkeit und eine
stabile Ausführungsform der Kondensatoren wird erreicht, indem die Faltstraneabschnitte in Kontaktie-
rungsklammem so eingelegt werden, daß die Konlaklie·
rungsklammern die Faltkanten umfassen, daß diese Kontaktierungsklammern im Bereich der Faltkanten
Ausnehmungen aufweisen und daß in diesen Ausnehmungen eine elektrisch leitende Verbindung zu jeweils
einem Belag hergestellt wird. Dies wird vorteilhaft dadurch verwirklicht, daß die Faltstrangabschnitte durch
einen Schwingförderer senkrecht auf die Faltkanten gestellt und in eine U-förmige, einstückig mit einem Transportband
aus Metall verbundene Kontaktierungsklammer stehend eingebracht werden, daß eine mit einem
zweiten Transportband einstückig verbundene zweite Kontaktierungsklammer über den so entstandenen Stapel
von Faltstrangabschnitten geschoben wird, daß der Faltkondensator durch Druck und ggf. Wärme verfestigt,
durch ein Metallspritzverfahren im Bereich der Ausnehmungen der Kontaktierungsklammern stirnkontaktiert
und vom Transportband so abgetrennt wird, daß Teile des Transportbandes als äußere Anschlüsse an
den Kontaktierungsklammern verbleiben.
Die FaUstrangabschnitte werden besonders sauber und rationell vom Faltstrang durch einen oder mehrere
in Laufrichtung des Faltstranges hintereinander angeordnete Licht- oder Laserstrahlen abgetrennt, ohne daß
dabei die Bewegung des Faltstranges unterbrochen wird. Bei diesem Verfahren kann eine gute Isolierung
der Schnittkanten erreicht werden, indem mit einem oder mehreren Laserstrahlen zunächst neben den noch
zu erzeugenden Schnittkanten metallfreie Streifen gebildet und dann die Faltstrangabschnitte abgetrennt
werden.
Die zuletzt genannte Ausführungsform des Verfahrens ermöglicht es, daß zunächst die Belagsflächen eines
Faltstrangsabschnittes durch einen Laserstrahl abgetrennt werden, daß die Kapazität der Belagsflächen gemessen
und daß die Breite des metalifreien Streifens gemäß dieser Messung automatisch so eingestellt wird,
daß der Kapazitätswert des Kondensators auf den gewünschten Wert gebracht wird.
Eine Einengung der Kapazitätstoleranz der Bauelemente wird erreicht, indem die Kapazität eines FaItstrangabschnittes
so gemessen und die Länge der Faltstrangabschnitte gemäß dieser Messung automatisch so
eingestellt wird, daß der Kapazitätswert des Kondensators im zulässigen Toleranzbereich liegt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand von zwei Figuren erläutert
F i g. I zeigt die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand ein<?r schematisch teilweise gebrochen
dargestellten Vorrichtung;
F i g. 2 zeigt die Halterung des Stapelkondensators in einem Transportband, in teilweise gebrochener Ansicht.
Ein Faltstrang 1 wird durch Paare von Antriebsrädern 2 bzw. 3 in einer losen Schlaufe 4 geführt. Ein Messer 5,
welches sich in Pfeilrichtung A bewegt trennt von dem Faltstrang 1 Fzlisirangabschnitte 6 ab, während die Antriebsrollen
3 den Vorschub des Faltstranges 1 kurzzeitig stoppen. Während dieses Stoppens laufen die Antriebsrollen
2 weiter, so daß sich die lose geführte Schlaufe 4 vergrößert. Nach dem Abtrennen des Faltstrangabschnittes
6 schieben die Antriebsräder 3 den Faltstrang schneller vorwärts als die Antriebsräder 2, so
daß die lose geführte Schlaufe 4 im Mittelwert gleich groß bleibt. Die Faltstrangabschnitte 6 werden auf einem
nichtmetallisierten Transportband 7 aus Kunststoff gestapelt Dieses Transportband läuft schrittweise in
Pfeilrichtung B über eine RoHe 8 und Gleitflächen 9. Die schrittweise Bewegung des Transportbandes 7 erfolgt
durch eine nicht dargestellte Antriebsvorrichtung, die
beispielsweise an den fertigen Kondensatoren 10 angreift.
Die Faltstrangabschnitte 6 werden durch einen ersten Stempel 11 verfestigt, welcher in Richtung C die Faltstrangabschnitte
6 gegen ein Widerlager 12 preßt. Der Stempel 11 und das Widerlager 12 können vorteilhafterweise
erhitzt werden, um die Verfestigung eines aus Faltstrangabschnitten 6 gebildeten Stapels 13 zu bewirken.
Der Stapel 13 wird durch Schoopstrahlen 14 auf beiden Seiten vollständig mit Spritzmetallschichten bedeckt.
Der beschoopte Stapel 13 wird nun mit einer nichtmetallisierten Kunststoffolie 15 bedeckt, welche
über eine Rolle 16 zugeführt wird. Die nichtmetallisierte Kunststoffolie 15 wird durch erwärmte zweite Stempel
17, welche sich in den Pfeilrichtungen D bzw. E bewegen, mit dem Transportband 7 verschweißt. Hinter den
Stempeln 17 entsteht der fertig umhüllte Kondensator 10. Dieser bleibt mit den vorher und nachher hergestcllten
Kondensatoren 10 über die nichtmetallisierten Kunststoffolien 7,15 verbunden. Er kann ggf. erst beim
Verbraucher durch ein Durchschneiden der nichtmetallisierten Kunststoffolien 7, 15 abgetrennt werden. Bei
Bedarf können auf die Schoopschichten. die auch am fertigen Kondensator 10 zugänglich sind, Anschlußdrähte
aufgeschweißt oder aufgelötet werden.
In F i g. 2 ist ein Stapel 18 von senkrechtstehenden
Faltstrangabschnitten zwischen zwei U-förmig gebogene, mit einem Transportband einstückig verbundene
Klammern 19,29 eingebracht. Die U-förmig gebogenen Klammern 19, 29 weisen Ausnehmungen 20 im Bereich
der Faltkanten auf. Im Bereich dieser Ausnehmungen 20 sind Spritzmetallschichten 21 nach dem Schoopschen
Metallspritzverfahren aufgebracht. Diese Spritzmetallschichten 21 kontaktieren je einen Belag und stellen
eine mechanisch feste und elektrisch leitende Verbindung zu den U-förmigen Klammern 19, 29 her. Mit den
U-förmigen Klammern 19, 29 sind äußere Anschlußstreifen 22 einstückig verbunden. Die einzelnen Kondensatoren
können nach der Fertigung, ggf. auch erst beim Anwender, entlang den Tennlinien 23 voneinander
so getrennt werden, daß die äußeren Anschlüsse 22 in der gewünschten Länge arn entsprechenden Kondensator
verbleiben.
So können beispielsweise sogenannte »Vorbeischleifungskondensatoren«
für die Funkentstörung hergestellt werden, indem die Trennlinie 23 etwa in der Mitte
zwischen zwei benachbarten Kondensatoren angeordnet wird. Vorbeischleifungskondensatoren sind so "ufgebaut
daß die Beläge möglichst induktivitätsarm mit der zu entstörenden Leitung verbunden werden können.
Dies ist im vorliegenden Fall besonders vorteilhaft gewährleistet, da der Strom unmittelbar durch die Schoopschicht
bzw. durch die U-förmigen Halteklammern 19, 29 geführt wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (16)
1. Verfahren zur Herstellung elektrischer Stapelkondensatoren,
bei dem zumindest ein metallisiertes Kunststoffband von der mehrfachen Breite des herziisfejlenden
Kondensators derart zu einem FaIt-Strang
gefaltet wird, daß die Falten in der Längsrichtung des Kunststoffbandes verlaufen, wobei dieser
Faltstrang zumindest zwei Kondensatorbeläge und ein dazwischenliegendes Dielektrikum enthält, bei
dem dieser Faltstrang durch eine Abtrennvorrichtung in Faltstrangabschnitte von der Länge eines
Kondensators zertrennt, im Bereich der Falten stirnkontaktiert
und mit äußeren Anschlüssen versehen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der
Faltstrang (1) weniger Lagen enthält als im Kondensator erfordci !ich sind, daß die Faltstrangabschnitte
(€) nach dem Abtrennen übereinandergestapelt werden
und daß diese Stapel (13) verfestigt und stirnkontaktiert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtrennen der Faltstrangabschnitte(6)
vom Faltstrang(l)durch ein Messer(5)erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet,
daß zwei oder mehr Faltstrangabschnitte (6) durch eine entsprechende Zahl von Messern (5)
gleichzeitig abgetrennt werden, daß während des Abtrennens ao.r Faltvorgang weiterläuft und daß der
entstehende Faltstrang (1) vor den Messern (5) in Form einer losen Schlaufe (4) geführt wird, deren
Länge veränderlich ist.
4. Verfahren nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet,
daß der Faltstrang (1) durch ein rotierendes Messerrad mit im wesentlichen radial angeordneten
Messer zertrennt wird und daß die Geschwindigkeit der Messerschneiden in der Laufrichtung des Faltstranges
dessen Laufgeschwindigkeit gleich ist
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Messer erwärmt
werden und daß durch die erwärmten Messer die einzelnen Lagen des Kunststoffbandes im Bereich
der Schnittkanten miteinander verschmolzen werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffband
zumindest einseitig mit Kleber beschichtet wird und daß die einzelnen Lagen des Faltstranges (1) und ggf.
der übereinanderliegenden Faltstrangabschnitte (6) durch Druck miteinander verklebt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein thermoplastischer, bei der Temperatur
der Faltvorrichtung nicht klebender Kunststoff als Kleber aufgetragen wird und daß zur Verfestigung
und Verklebung des Faltstranges (1) bzw. der übereinanderliegenden Faltstrangabschnitte (6)
Druck und Wärme angewendet werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kleber gemäß Anspruch
7 nach dem Fallen nur auf die Oberfläche des Fiilisirangcs aufgebracht und somit nur die Faltstrangabschnitte,
nicht aber die einzelnen Lagen eines Faltsiranges miteinander verklebt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Messern
und den Metallisierungen eine elektrische Spannung angelegt wird, welche geeignet ist, beim Schneidvorgang
einen Randbereich der Beläge zu zerstören.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Faltstrangabschnitte
(6) auf ein nichtmetallisiertes Transportband (7) aus Kunststoff gestapelt werden, daß dieses
Transportband (7) die Stapel (13) den übrigen Fertigungsschritten zuführt und daß nach der Kontaktierung
eine zweite nichtmetallisierte Kunststoffolie
(15) auf die Stapel (13) gelegt und mit dem Transportband (7) verschweißt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
dadurch gekennzeichnet, daß die Faltstrangabschnitte (6) in Kontaktierungsklammern (19. 29) so
eingelegt werden, daß die Kontaktierungsklammern IS, 29) die Faltkanten umfassen, daß diese Kontaktierungsklammern
(19,29) im Bereich der Faltkanten Ausnehmungen (20) aufweisen und daß in diesen
Ausnehmungen (20) eine elektrisch leitende Verbindung zu jeweils einem Belag hergestellt wird.
IZ Verfahren nach Anspruch 11. dadurch gekennzeichnet,
daß die Faltstrangabschnitte (6) durch einen Schwingförderer senkrecht auf die Faltkanten
gestellt und in eine U-förmige Kontaktierungsklammer (19) stehend eingebracht werden, daß eine mit
einem zweiten Transportband einstückig verbundene zweite Kontakk-trungsklammer (29) auf einem so
entstandenen Stapel (18) von Faltstrangabschnitten (6) geschoben wird, daß der Faltkondensator durch
Druck und ggf. Wärme verfestigt, durch ein Metallspritzverfahren
im Bereich der Ausnehmungen (20) der Kontaktierungsklammern (19, 29) stirnkontaktiert
und vom Transportband so abgetrennt wird, daß Teile des Transportbandes als äußere Anschlüsse
(22) an den Kontaktierungsklammern (19,29) verbleiben.
13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Faltstrangabschnitte (6) durch einen oder mehrere in Laufrichtung des Faltstranges
hintereinander angeordnete Licht- oder Laserstrahlen abgetrennt werden und daß dabei die Bewegung
des Faltstranges (1) nicht unterbrochen wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß mit einem oder mehreren Laserstrahlen zunächst neben den noch zu erzeugenden
Schnittkanten metallfreie Streifen gebildet und dann die Faltstrangabschnitte abgetrennt werden.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Belagsflächen eines Faltstrangabschnittes
durch einen Laserstrahl abgetrennt werden, daß die Kapazität der Belagsflächen
gemessen und daß die Breite des metallfreien Streifens gemäß dieser Messung automatisch so eingestellt
wird, daß der Kapazitätswert des Kondensators auf den gewünschten Wert gebracht wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15.
dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität eines Faltstrangabschnittes (6) gemessen und daß die Länge
der Faltstrangabschnitte (6) gemäß dieser Messung automatisch so eingestellt wird, daß der Kapazitätswert
des Kondensators im zulässigen Toleranzbereich liegt.
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